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Vielfachmessinstrument mit einer Überlastungsschutzeinrichtung
Die Erfindung betrifft ein Vielfachmessinstrument mit einer Überlastungsschutzeinrichtung und mit einem oder mehreren Schaltern mit mindestens einer Schaltstellung zur Wahl der Messbereiche, Messarten, wie Strom-, Spannungs-, Widerstands-, Kapazitätsmessung od. dgl.
Vielfachmessinstrumente sind sowohl für die Messung kleinster Werte von Strom und Spannung als auch beträchtlicher Ströme und Spannungen geeignet. Je nach Ausführungsform sind auch Messbereiche für andere elektrische Grössen, z. B. Widerstände und Kapazitäten, vorhanden. Der Gesamtmessbereich solcher Geräte ist in mehrere Messbereiche geteilt. Die Messbereiche sind je nach Bauart und Schaltung des In- strumentes entweder unmittelbar an hiefür vorgesehene, eigene Steckbuchsen oder Klemmen angeschlossen oder können mittels eines Messbereichschalters gewählt werden.
Durch falsche Handhabung sind Überlastungen von'Vielfachmessinstrumenten möglich, wodurch eine mechanische und/oder thermische Beschädigung der Bauelemente eintreten kann. Einer der häufigsten Überlastungsfälle tritt ein, wenn beispielsweise während einerspannungsmessung der Messbereich-
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niederen Innenwiderstand des Instrumentes wird dann praktisch die Spannungsquelle kurzgeschlossen. Der dabei auftretende Kurzschlussstrom kann je nach der Leistungsfähigkeit der Spannungsquelle so hoch werden, dass das Instrument beschädigt wird. Diese Art der Überlastung wäre vermeidbar, wenn zwei extreme Messbereiche, z. B. solche für Strom-und Spannungsmessungen, nicht nebeneinander angeordnet wären.
Es lässt sich aber im Interesse einer übersichtliche Messbereichanordnung nicht immer vermeiden, dass neben einem gegen Überlastung praktisch unempfindlichen Bereich, z. B. einem solchen für hohe Spannungen, ein anfälligerer Bereich, ein Strombereich oder sonst ein Bereich mit kleinem Innenwiderstand, zu liegen kommt. Auch kann die Gefahr einer Überlastung bestehen, wenn während einer Messung ein Messartumschalter (z. B. für Strom-oder Sparnungsmessung) oder ein Stromartumschalter (z. B. tür Gleich-und Wechselstrom) betätigt wird.
Es sind Einrichtungen bekannt, die Überlastungen der vorher beschriebenen Art verhindern. Bei einer Ausführungsform ist zwischen zwei extremen Messbereichen am Messbereichschalter eine mechanische Sperre angeordnet. Diese Sperre verhindert die unmittelbare Umschaltung beispielsweise von einem Spannuns-au einen Strombereich ; die Umschaltung ist erst nach Lösen der Sperre möglich. Diese Art des Schutzes hat aber den Nachteil, dass bei der Betätigung des Schalters vor einer Messung (im stromlosen Zustand des Instrumentes) die mechanische Umschaltsperre gelöst werden muss, obwohl in diesem Fall keine Gefahr einer Überlastung besteht.
Ferner sind Schutzeinrichtungen für Vielfachmessinstrumente bekannt, die erst bei Eintritt einer Überlastung wirksam werden und das Instrument im beschränkten Umfang vorBeschädigung schützen. Eine Einrichtung besteht z. B. aus einem empfindlichen Mechanismus, welcher, durch das Messwerk direkt betätigt, einen Kontakt öffnet, der den gesamten Stromkreis des Instrumentes unterbricht. Bei anderen Aus- führungsformen ist in Serie oder parallel zum Messwerk ein empfindliches Relais geschaltet, welches im Fall einer Überlastung einen Schutzkontakt öffnet. Bei einer Variante hievon wird durch den Schutzkontakt nur bei hochohmigen Kreisen des Instrumentes, z.
B. bei Spannungsmessberetchen, der Instrumentenstromkreis unterbrochen, bei niederohmigen Kreisen (Strommessbereichen) jedoch der Eingang des Instrumentes kurzgeschlossen. Der Schutz von Instrumenten mittels Schmelzsicherungen hat sich bei Vielfachmessinstrumenten nicht bewährt, da die Schmelzsicherung nur bei einem einzigen, bestimmten Strom-
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wert wirksam wird und der variable Widerstand der Sicherungseinsätze die Anzeigegenauigkeit beeinflusst.
Ausserdem sind derartige Sicherungen für den angegebenen Zweck zu träge.
Diese bekannten Schutzeinrichtungen haben den Nachteil, dass sie bei den oben beschriebenen möglichenhohen Überlastungen das Vielfachmessinstrument nur unzureichend vor einer Beschädigung schützen.
Der Schutz wird ausserdem noch eingeschränkt durch die Ansprechempfindlichkeit des Relais od. dgl. und durch die Schaltfähigkeit des Kontaktes, der den gesamten Messstromkreis des Instrumentes unterbricht bzw. kurzschliesst und durch die mechanische und thermische Überlastungsfähigkei. t der elektrischen Bauelemente (Widerstände, Messbereichschalter usw.).
Erfindungsgemäss werden die angeführten Nachteile dadurch behoben, dass zwischen jenen Schaltstellungen des Umschalters oder der Umschalter, bei denen durch den Übergang von der einen in die an-
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Weitere Merkmale der Erfindung werden an Hand der Zeichnungen erläutert, welche in ihren beiden Figuren die Schaltbilder zweier verschiedener Ausführungsformen der Erfindung zeigen.
In Fig. l ist das Schaltbild eines Instrumentes zur Messung von Strom und Spannung in je vier Bereichen gezeigt. Die Klemmen des Messinstrumentes sind mit kl und k2 bezeichnet, der Umschalter für die einzelnen Bereiche der Ströme bzw. Spannungen mit S und das Messwerk mit M. Die den einzelnen Spannungsmessbereichen zugeordneten Kontakte (bzw. Stellungen) sind mit V1-V4 bezeichner, während die
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tragen. Analog bedeuten Ai-AN1 - N, 4 benannt sind.
Zwischen den Stellungen bzw. Kontakten V, und A1, welche beispielsweise dem Bereich für die höchsten. Spannungen bzw. dem Bereich für die grössten Ströme entsprechen, ist ein Kontakt Ü angeordnet, welcher jedesmal, wenn der Schleifer des Schalters S vom genannten Spannungsbereich auf den benach-
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eineeinen Begrenzungswiderstand W zu einem Relais R einer Überlastungsschutzeinrichtung und von diesem zur Klemme kid der Schleifer des Schalters S liegt unmittelbar an der Klemme ks. In der vom Relaiszur Klemme k1 führendenleitung ist ein Kontakt r vorgesehen, welcher vom Relais geöffnet wird, wenn über dieses ein Strom einer bestimmten, gegebenenfalls einstellbaren Mindeststärke fliesst.
Zwischen den Stellungen Vs und A4 kann ein Anschlag T vorgesehen sein, welcher verhindert, dass der Schleifer des Schalters S von V4 zu A4 oder umgekehrt bewegt wird. Es ist aber auch möglich, an Stelle dieses Anschlages T einen weiteren Kontakt Ü vorzusehen und diesen, wie in der Fig. 1 strichliert angedeutet, mit der vom Kontakt Ü1 kommenden Leitung und damit mit der Überlastungsschutzeinrichtung zu verbinden.
Wird also mit dem Messinstrument eine Spannung, deren Wert im Bereiche für die höchsten Spannungen (Kontakt k) liegt, gemessen und der Umschalter S auf den dem Kontakt li benachbarten Strombereich-Kontakt A. gelegt, so fliesst ein dieser Spannung und der Summe der Widerstandswerte von W und R entsprechender Strom, welcher hinreicht, das Relais zum Ansprechen zu bringen und damit den Kontakt r zu öffnen. Ein weiteres Betätigen des Schalters S auf den Kontakt (die Stellung) Al bleibt daher ohne Wirkung auf das Messinstrument, da der Stromkreis tiber das Instrument bereits unterbrochen ist.
In Fig. 2 ist die wesentlich vereinfachte Schaltung eines Messinstrumentes zur Messung von Strom, Spannung, Widerstand und Kapazität gezeigt, welches einen Umschalter Si zur Wahl der einzelnen Messbereiche und einen Umschalter S3 zur Wahl der Messarten besitzt. Die Klemmen, sind wieder mit kl und k ; bezeichnet, das Messwerk mit M, das Relais und der Kontakt der Überlastungsschutzeinrichtung mit R bzw. r und der Begrenzungswiderstand mit W. A1-A3, V1 - V3, F1 und Z1 bedeuten die einzeinen Messbereiche, während A, V, 0 und F am Unterschalter Sz die einzelnen Messarten bedeuten, u.zw. Strom, Spannung, Widerstand bzw. Kapazität.
Zwischen den Bereichen für Strom und Spannung, u. zw. in der gleichen Weise wie beim Instrument nach der Fig. 1, ist der Kontakt Ül vorgesehen, welcher mit der Überlastungsschutzeinrichtung verbunden
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lichen Kontakt V3 und dem Kontakt Z1 und ist mit der Überlastungsschutzeinrichtung so wie der Kontakt Ü1 verbunden.
Mit dem Messart -Wahischalter S# ist ein weiterer Schalter S2 starr gekuppelt, welcher jeweils dort einen Kontakt tug, ruz bzw. Üs aufweist, wo eine Zwischenstellung zwischen je einem Kontaktpaar des Schalters Ss vorhanden ist. Ist also der Schalter Ss auf einen seiner Kontakte eingestellt, so steht der Schleifer des Schalters S2 zwischen je zweien seiner Kontakte : wird jedoch der Schalter 58 verstellt, so
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berührt der Schleifer des Schalters S2 einen der Konrakte Ü3. Ü4 und Ü5, Diese Kontakte sind so wie die Kontakte Ü1 und Ü2 mit der Überlastungsschutzeinrichtung - dem Relais R - über den Widerstand W verbunden.
Die Überlastungsschutzeinrichtung wird demnach immer dann ansprechen,wenn einer der Schalter S1 oder 83 von einer bisher innegehabten Stellung in eine andere Stellung gebracht wird, in welcher-falls an den Klemmen kj. und kleine hinreichende Spannung liegt-ein zu hoher Strom über das Messwerk bzw. das ganze Instrument fliessen würde, und den Kontakt r öffnen, so dass jede Beschädigung des Instrumentes verhindert wird.
Die Erfindung ist keineswegs an die gezeigten Ausführungsbeispiele gebunden, sondern kann auch in andersartigen Messinstrumenten Anwendung finden. So kann beispielsweise ein Kontakt der Überlastungsschutzeinrichtung zwischen den Stellungen für Gleich-oder Wechselstrorf. bzw.-Spailaung eines Stromartumschalters an einem solchen Instrument vorgesehen werden.
Ein zusätzlicher Schalter kann auch mit dem Messbereichschalter gekuppelt sein, wobei die Kontakte des zusätzlichen Schalters jeweils zwischen. den Stellungen des Messbereichsschalters liegen Weiters können auch die Zwischenstellungen der Umschalter bzw. die Stellungen des Schleiiers des zusätzlichen Schalters, in denen der Schleifer mit einem der Kontakte Ü in Berührung steht, gerastet sein, d. h., dass die das Messinstrument bedienende Person am Einrasten des Umschalters in einer Zwischenstellung merkt, dass eine Umschaltung auf einen "gefährlichen Bereich"vorgenommen wird.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Vielfachmessinstrument mit einer Überlastungsschutzeinrichtung und mit einem oder mehreren Umschaltern zur Wahl der Messbereiche und/oder Messarten, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen jenen Schaltstellungen des Umschalters oder der Umschalter (S), bei denen durch den Übergang von der einen in die andere Stellung eine Überlastung des Vielfachmessinstrumentes eintreten könnte, ein zusätzlicher Schaltkontakt (Ü) vorgesehen ist, über welchen die Überlastungsschutzeinrichtung (R, r) in den Stromkreis eingeschaltet wird.
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Multiple measuring instrument with an overload protection device
The invention relates to a multiple measuring instrument with an overload protection device and with one or more switches with at least one switch position for selecting the measuring ranges, measuring types, such as current, voltage, resistance, capacitance measurement or the like.
Multiple measuring instruments are suitable for measuring the smallest values of current and voltage as well as considerable currents and voltages. Depending on the embodiment, measuring ranges for other electrical quantities, e.g. B. Resistances and capacities are available. The total measuring range of such devices is divided into several measuring ranges. Depending on the type and circuit of the instrument, the measuring ranges are either directly connected to dedicated sockets or terminals or can be selected using a measuring range switch.
Incorrect handling can overload multiple measuring instruments, which can lead to mechanical and / or thermal damage to the components. One of the most frequent cases of overload occurs when, for example, the measuring range
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The voltage source is then practically short-circuited when the internal resistance of the instrument is low. The resulting short-circuit current can, depending on the performance of the voltage source, become so high that the instrument is damaged. This type of overload could be avoided if two extreme measuring ranges, e.g. B. those for current and voltage measurements, would not be arranged next to each other.
However, in the interests of a clear arrangement of the measuring range, it cannot always be avoided that in addition to an area that is practically insensitive to overloading, e.g. B. one for high voltages, a more susceptible area, a current area or another area with low internal resistance comes to lie. There can also be a risk of overload if a measurement type switch (e.g. for current or savings measurement) or a current type switch (e.g. for direct and alternating current) is actuated during a measurement.
Devices are known which prevent overloads of the type described above. In one embodiment, a mechanical lock is arranged between two extreme measuring ranges on the measuring range switch. This lock prevents the immediate switchover, for example, from a voltage to a current range; switching is only possible after the lock has been released. However, this type of protection has the disadvantage that when the switch is operated before a measurement (when the instrument is de-energized), the mechanical switchover lock must be released, although in this case there is no risk of overload.
Furthermore, protective devices for multiple measuring instruments are known which only become effective when an overload occurs and protect the instrument from damage to a limited extent. One facility consists e.g. B. from a sensitive mechanism which, activated directly by the measuring mechanism, opens a contact that interrupts the entire circuit of the instrument. In other designs, a sensitive relay is connected in series or parallel to the measuring mechanism, which opens a protective contact in the event of an overload. In a variant of this, the protective contact is only used in high-resistance circuits of the instrument, e.g.
B. in the case of voltage measuring areas, the instrument circuit is interrupted, but the input of the instrument is short-circuited in the case of low-resistance circuits (current measuring ranges). The protection of instruments by means of fuses has not proven itself in the case of multiple measuring instruments, since the fuse only applies to a single, specific current
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value becomes effective and the variable resistance of the fuse links influences the display accuracy.
In addition, such fuses are too slow for the stated purpose.
These known protective devices have the disadvantage that they only inadequately protect the multiple measuring instrument from damage given the possible high overloads described above.
The protection is also limited by the sensitivity of the relay or the like and by the switching capability of the contact, which interrupts or short-circuits the entire measuring circuit of the instrument, and by the mechanical and thermal overload capability. t of the electrical components (resistors, range switches, etc.).
According to the invention, the stated disadvantages are eliminated by the fact that between those switching positions of the changeover switch or the changeover switch in which the transition from one to the other
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Further features of the invention are explained with reference to the drawings, which show the circuit diagrams of two different embodiments of the invention in their two figures.
In Fig. 1 the circuit diagram of an instrument for measuring current and voltage is shown in four areas. The terminals of the measuring instrument are marked with kl and k2, the switch for the individual ranges of currents or voltages with S and the measuring mechanism with M. The contacts (or positions) assigned to the individual voltage measuring ranges are designated with V1-V4, while the
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carry. Analogously mean Ai-AN1-N, 4 are named.
Between the positions or contacts V, and A1, which, for example, the area for the highest. Voltages or the range for the largest currents, a contact Ü is arranged, which each time the wiper of the switch S moves from the voltage range mentioned to the adjacent
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a limiting resistor W to a relay R of an overload protection device and from this to the kid terminal the wiper of the switch S is located directly on the ks terminal. In the line leading from the relay to the terminal k1, a contact r is provided which is opened by the relay when a current of a certain, optionally adjustable minimum strength flows through it.
A stop T can be provided between the positions Vs and A4, which prevents the slider of the switch S from being moved from V4 to A4 or vice versa. However, it is also possible to provide a further contact U in place of this stop T and to connect this, as indicated by dashed lines in FIG. 1, to the line coming from contact U1 and thus to the overload protection device.
If the measuring instrument is used to measure a voltage whose value is in the range for the highest voltages (contact k) and the changeover switch S is placed on the current range contact A adjacent to contact li, this voltage and the sum of the resistance values will flow from W and R corresponding current, which is sufficient to make the relay respond and thus to open contact r. A further actuation of the switch S to the contact (the position) Al therefore has no effect on the measuring instrument, since the circuit through the instrument is already interrupted.
In Fig. 2 the much simplified circuit of a measuring instrument for measuring current, voltage, resistance and capacitance is shown, which has a switch Si for selecting the individual measurement ranges and a switch S3 for selecting the types of measurement. The terminals are again with kl and k; denotes the measuring mechanism with M, the relay and the contact of the overload protection device with R or r and the limiting resistor with W. A1-A3, V1-V3, F1 and Z1 mean the individual measuring ranges, while A, V, 0 and F am Sub-switch Sz mean the individual types of measurement, u.zw. Current, voltage, resistance or capacitance.
Between the areas for current and voltage, etc. In the same way as with the instrument according to FIG. 1, the contact Ül is provided, which is connected to the overload protection device
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union contact V3 and contact Z1 and is connected to the overload protection device as is contact Ü1.
Another switch S2 is rigidly coupled to the measurement type selector switch S #, which has a contact tug, ruz or Üs where there is an intermediate position between each contact pair of switch Ss. If the switch Ss is set to one of its contacts, the wiper of the switch S2 is between two of its contacts: however, if the switch 58 is adjusted, so
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If the wiper of switch S2 touches one of the contracts Ü3. Ü4 and Ü5, these contacts, like contacts Ü1 and Ü2, are connected to the overload protection device - the relay R - via the resistor W.
The overload protection device will therefore always respond when one of the switches S1 or 83 is moved from a previously held position to another position, in which, if at the terminals kj. and there is a small sufficient voltage - too high a current would flow through the measuring mechanism or the entire instrument, and open the contact r, so that any damage to the instrument is prevented.
The invention is in no way tied to the exemplary embodiments shown, but can also be used in other types of measuring instruments. For example, a contact of the overload protection device between the positions for direct or alternating current can occur. or Spailaung a Stromartumschalters be provided on such an instrument.
An additional switch can also be coupled to the measuring range switch, the contacts of the additional switch each between. the positions of the measuring range switch. Furthermore, the intermediate positions of the changeover switch or the positions of the veil of the additional switch in which the wiper is in contact with one of the contacts U can also be latched, i.e. This means that the person operating the measuring instrument notices when the switch engages in an intermediate position that a switch to a "dangerous area" is being carried out.
PATENT CLAIMS:
1. Multiple measuring instrument with an overload protection device and with one or more changeover switches for selecting the measuring ranges and / or types of measurement, characterized in that between those switching positions of the changeover switch or the changeover switch (S) in which the transition from one position to the other Overloading of the multiple measuring instrument could occur, an additional switching contact (Ü) is provided, via which the overload protection device (R, r) is switched into the circuit.